從EAST裝置2016年的放電實驗中,選取了119次等離子體破裂放電數(shù)據(jù),分析誘發(fā)等離子體破裂的原因,發(fā)現(xiàn)約60%的破裂是由垂直不穩(wěn)定性直接引起的,其破裂后將會產(chǎn)生更大的暈電流,從而產(chǎn)生更大的電磁應力損壞裝置。對由垂直不穩(wěn)定性引起的破裂（簡稱為VID）（72次放電）進行了研究,建立了分別基于單變量（垂直位移）和兩維變量（垂直位移、垂直位移增長率）的預測模型用于對VID破裂的預測。離線測試表明,基于兩維變量的預測模型可以在破裂發(fā)生前20ms給出破裂預警信號,預測成功率達93%。 

【文章來源】：核聚變與等離子體物理. 2019,39(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

EAST裝置的內(nèi)部結構[7]對EAST2016年的放電數(shù)據(jù)進行篩選分析(等

9%的破裂(34次放電)由鎖模、MHD行為直接導致。對比VID破裂與非VID破裂的暈電流大小，如圖2所示，可以看出由垂直不穩(wěn)定性導致的VID破裂產(chǎn)生的暈電流比非垂直不穩(wěn)定性破裂的暈電流高8.9%。這意味著將產(chǎn)生更大的電磁應力。2.1對EAST上VID的統(tǒng)計分析針對VID(總計72次放電)進行了進一步的分析與分類，將其分為三類：a)破裂前發(fā)生垂直位移時，伴隨著一些物理擾動(雜質(zhì)聚芯、MHD行為、多次小破裂等，如圖3所示)，這些物理擾動可能觸發(fā)了圖2VID破裂與非VID破裂的對比圖a——等離子體電流的時間演化；b——等離子體垂直方向位置的時間演化；c——暈電流的時間演化。垂直不穩(wěn)定的產(chǎn)生或增長，約占VID總體的37.5%(27次放電)；b)在垂直位移發(fā)生時，通過對等離子體參數(shù)的信號觀察，沒有發(fā)現(xiàn)明顯物理擾動，其約占VID總體的36.1%(26次放電)；c)當加入RMP時，觀察到VID發(fā)生頻繁，此類VID約占VID總體的26.4%(19次放電)，如圖4所示。2.1.1擾動效應分析用垂直方向的最大可控位移來表示裝置的垂直不穩(wěn)定性控制能力[2]，EAST上的垂直不穩(wěn)定控制能力在2~5cm�？炜鼐�圈電流飽和時(失控)的垂直位移satZ反映了對垂直位移的最大可控能力，即垂直位移satZ越大，控制能力越強，反之則越弱。對所有VID的快控線圈電流飽和時的垂直位移satZ和垂直位移增長率satdlnZ/dt(dlnZ/dt表示垂直位移增長率[8]，ZZZ垂直位置平衡，smssmssmssmslnlndln/dttZZZttt)進行了分析。圖5?

106核聚變與等離子體物理第39卷率下，有物理擾動的垂直位移比無物理擾動的垂直位移小，說明物理擾動削弱了EAST裝置對垂直位移不穩(wěn)定性的控制。所以，為了理解擾動效應對垂直不穩(wěn)定性控制的影響，分析了破裂前等離子體各參數(shù)與垂直位移的關系。圖3垂直不穩(wěn)定性的增長伴隨雜質(zhì)聚芯活動a——等離子體電流的時間演化；b——電子密度的時間演化；c——等離子體垂直位置的時間演化；d——快控線圈電流的時間演化；e——磁探針信號的時間演化；f——等離子體芯部輻射的時間演化；g——等離子體邊緣輻射的時間變化；h——軟X射線的時間演化。黑色虛線表示垂直不穩(wěn)定開始的時刻。圖4VID破裂的分類情況圖5垂直位移與垂直位移增長率的關系2.1.2垂直不穩(wěn)定性與等離子體參數(shù)分析對所有的VID破裂放電進行統(tǒng)計分析，從破裂前垂直位移不穩(wěn)定性出現(xiàn)開始，取快控線圈電流的波峰和波谷且其值大于2500A時對應的等離子體

【參考文獻】：
博士論文
[1]EAST垂直位移被動穩(wěn)定及主動控制模擬與實驗研究[D]. 劉磊.中國科學技術大學 2015



本文編號：3588443